Dijagram stanja

7/25/2019 Dijagram stanja

1/11

102

12. Jednokomponentne realne radne supstancije

12.1 Uvod

Pre svega odnosi se na vodu-vodenu paru i rashladne fluide (2

CO ,3

NH , ...freoni)

Osnovna osobenost realnih radnih supstancija je da mogu da menjaju agregatno stanje

Da bi se uoilo tipino ponaanje jednokomponentnih realnih radnih supstancija,

analizirae se proces zagrevanja vode koja se nalazi u cilindu koji je hermetiki zatvoren

sa pokretnim klipom.

12.2 Dijagram stanja jednokomponetnih realnih radnih susptancija

A - tenost B - zasiena tenost

ili kljuala voda

C - vlana para

(tenost + para)

D - (suvo)zasiena

para

E- pregrejana para

A

QA-B

1 idemp =

B

QB-C

1 idemp =

Prvi mehur

C

QC-D

1 idemp =

Poslednja

D

QD-E

1 idemp =

kapljica

E

1 idem=

p

v

A1 B1 C1 D1 E1

A2 B2 C2 D2 E2

CpC - Criticalpoint

1p

2p

Gornjagraninakriva(zasiena para)

Donja graninakriva(zasiena tenost)

v satT( ) v satT( )


2/11

103

s satT( ) s satT( )

satT ( )2 idemp =

1 idemp =

2p

satT ( )1p

s

1p

2p

CT C -Criticalpoint

A1B1 C1 D1

E1

T

Postoji direktna veza izmeu temperature i pritiska kljuanja sat 1 ( )p f T= , tj.

sat 2 ( )T f p=

Pojava prelaska iz tenog u gasovito stanje moe se objasniti na molekularnom nivou.

Dovoenjem energije tenosti (toplote), oscilovanje molekula i njihove kinetike

energije postaju sve vee. U jednom momentu, kinetike energije su toliko velike da

dolazi do raskida meumolekularnih veza koje karakteriu teno stanje, i molekulipoinju samostalno da se kreu prelazei tako u gasovito stanje (vai i obrnuto).

Dijagram faznih stanja za vodu-vodenu paru-led (p T dijagram)

(slini dijagrami, oblikom, za gvoe, bizmut)

T

Tr- Trojna taka

Topljenje

Ovravanje

Solid

(LED)

Liquid

(VODA)

Isparavanje

Kondenzacija

C - Kritina taka

Sublimacija

Desublimacija (VODENA PARA)

Para Gas

Trojna taka (linija)

Tr 273,16 KT =

Tr 611, 2 Pap =

Kritina taka

C 647, 24 KT =

C 22,115 MPap =

C 374,12C =

30,003147 m /kgv v = =

2095,7 kJ/kgh h = =


3/11

104

Trodimenzionalni dijagram stanja realnih radnih supstancija

2H O (led voda vodena para)

T

Tr- Trojna taka

Topljenje

Ovravanje

Solid

(LED)

Liquid

(VODA)

Isparavanje

Kondenzacija

C - Kritina taka

Sublimacija

Desublimacija (VODENA PARA)

Para Gas

1=x

v

C

idem

T=C

0=

x

Trojna linija

Para

Gas

v

T

TenostKritina

taka

(vlana para)

tenost

+para

Tenost+

para

vrsto stanje

stanje

vrsto

+vrsto stanje

Kritina

izoterma

Trojnalinija


4/11

105

2CO (ugljen-dioksid u vrstom tenom

gasvitom stanju)

T

Tr- Trojna taka

Topljenje

Ovravanje

Solid

Liquid

Isparavanje

Kondenzacija

C - Kritina taka

Sublimacija

Desublimacija

Para Gas


5/11

106

Veze izmeu koliina stanja

Termika jednaina stanja ( , , ) 0f p T v = - Van der Waals jednaina,

Energetske jednaine stanja

( , , ) 0f u p T =

( , , ) 0f h p T =

Tablino

Promene stanja realne radne supstancije (fluida), najee se analiziraju pomou

"tablinih" jednaina stanja. Tabele stanja se za svaku radnu supstaniciju formiraju

posebno, na osnovu podataka dobijenih neposrednim merenjem (eksperimentlnim putem).

p

v

C

podruje

Dvofazno

podruje -

Jednofaznopodruje -

Jednofazno

podruje pregrejane pare

podrujetenosti

Jednofazno podruje

(Prirunik, tab. 4.2.6, str. 41-56)

Specifina unutranja energija:

u h pv=

Specifina entalpija

h[kJ/kg]

Podruje pregrejane

pare

Podruje tenosti

Podruje tenosti

Podruje pregrejane

pare


6/11

107

Dvofazno podruje podruje vlane pare

Vlane para predstavlja smeu zasiene vode (tene faze) i zasiene vodene pare (gasne

faze).

U podruju vlane pare izoterme i izobare se poklapaju

Veliine stanja na donjoj graninoj krivi (zasiena tenost) nose oznaku prim ( v ,

h , u , s ), veliine stanja oznaku sekund ( v , h , u , s ),

Prirunik, Tab.4.2.4, str. 36-38 po temeraturi zasienja ( sat )

i Tab.4.2.5, str. 39-40. po pritisku zasienja ( sat )

Odnos mase zasiene pare ( pm ili m ) i mase vlane pare (zbir masa zasiene pare i

zasiene tenosti ( p tm m+ ili m m + ) naziva se stepen suvoe vlane pare i oznaava

sa slovom x :

p

t p

m mx

m m m m

= =

+ +.

Zasiena para ima stepen suvoe jednak jedinici 1= , a zasiena tenost stepen suvoe

jednak nuli 0x= .


7/11

108

Izmeu pojedinih veliina stanja i stepena suvoe pare, u odgovarajuim stanjima vlane

pare, postoje meusobne zavisnosti:

v vx

v v

=

( )v v x v v = +

s sx

s s

=

( )s s x s s = +

Na isti nain

h hx

h h

=

( )h h x h h = +

i

u ux

u u

=

( )u u x u u = +

s

h

C

x =0,6

x =0,8

x =0,2

x =1

x =0,4

x =0

satT ( )1p1id

em

p=

s satT( ) s satT( )

1 idemp =

satT ( )1p

s

1p

C

1

T

x =0,6 x =0,8x =0,4x =0,2

x =0 x =1

ss

ss

1

C

p

v satT( ) v satT( )

x

x =0,6 x =0,8x =0,4x =0,2x =0 x =1

vv

vv v


8/11

109

Dijagrami stanja vode-vodene pare

Promene stanja realne radne supstancije (fluida), najlake se analiziraju pomou

"grafikih" jednaina stanja, takozvanih dijagrama stanja. Dijagrami stanja se za svaku

radnu supstaniciju formiraju posebno, na osnovu eksperimntalno dobijenih podataka.

1.

Klajperonova (Clapeyron) ravan(p v koordinantni sistem) prirunik str. 34,

sl. 4.2.1

C

p

v

>

< Cp

pCp

pC

pv

Cv< =v Cv

>v Cv

p

s

CT=

>

< Cp

pCp

pC

p

Tinv

linija inverzije

idemh =

=h Ch

h < Ch

>h Ch


10/11

111

3. Molierova (Mollier) ravan - h s koordinantni sistem prirunik str.35, sl.4.2.3

s

h

C

linija i nverzije

p < Cp= Cp>p Cp

>

v Cv

=v Cv

s

h

C

p < Cp=p Cp>p Cp

x =0,6

x =0,8

x =0,2

x =0,4


11/11

112

Documents

Dijagram stanja